中國(guó)有高緯度凍土,也有高原凍土和高山凍土,不僅類(lèi)型多,而且變化大。中國(guó)在凍土地區(qū)的筑路實(shí)踐證明:根據(jù)凍土溫度、凍土類(lèi)型、道路等級(jí)、路面要求以及施工期限等情況,可以采用不同的設(shè)計(jì)原則。為了保證路基穩(wěn)定,必須正確選擇設(shè)計(jì)原則:①保護(hù)多年凍土的原則,適用于飽冰凍土和含土冰層地段和富冰凍土地段而公路等級(jí)較高時(shí)。②破壞多年凍土的原則,適用于少冰凍土和多冰凍土地段并按一般路基設(shè)計(jì),而當(dāng)富冰凍土地段融化后不致發(fā)生過(guò)量沉陷時(shí)也可按此原則。
多年凍土層上水(多年凍土上限以上的地下水)由于季節(jié)融凍層上層凍結(jié)時(shí),其下未凍結(jié)的水具有承壓性質(zhì),往往將其上的凍層頂起形成隆丘,并在其內(nèi)部不斷聚積凍結(jié)形成凍脹丘(季節(jié)凍脹丘也可由分凝作用形成,多年生凍脹丘則由凍結(jié)層下水補(bǔ)給而形成)。
當(dāng)承壓水突破地表,凍結(jié)堆積即成冰錐(冰錐的水源也可來(lái)源于河水、泉水)。路基底的凍脹丘和冰錐往往使路基鼓脹,引起路基路面的開(kāi)裂與隆起;還可掩蓋道路,堵塞橋涵,使構(gòu)筑物發(fā)生嚴(yán)重變形;當(dāng)凍脹丘、冰錐融解后路基又發(fā)生不均勻沉陷。路基附近的凍脹丘、冰錐掩埋路基會(huì)造成阻車(chē)。
在土溫低于攝氏零度和具有形成地下冰的條件下,地下形成一層能持續(xù)多年保持凍結(jié)狀態(tài)的多年凍土。按凍土的總含水量和融沉系數(shù),多年凍土分為:少冰凍土、多冰凍土、富冰凍土、飽冰凍土、含土冰層五類(lèi)。
含有一定數(shù)量的水或夾有冰層的多年凍土,由于筑路改變了它的水熱條件,常出現(xiàn)一些不良的物理地質(zhì)現(xiàn)象,如熱融滑坍、融凍泥流和熱融沉陷。熱融滑坍可使路基邊坡失穩(wěn),融凍泥流可掩埋路基,熱融沉陷容易導(dǎo)致路基發(fā)生不均勻沉陷或水分向路基上部集聚而引起凍脹、翻漿。
青藏鐵路處于邊勘測(cè)、邊設(shè)計(jì)、邊施工、邊研究的“四邊”建設(shè)狀態(tài),必須采用動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)理念?!扒嗖罔F路工程與多年凍土相互作用及其環(huán)境效應(yīng)”項(xiàng)目科研人員通過(guò)試驗(yàn)段研究發(fā)現(xiàn),保溫材料只能夠延緩多年凍土融化,在高溫...
青藏鐵路修建時(shí)多年凍土問(wèn)題是怎么解決的?謝謝!
青藏鐵路處于邊勘測(cè)、邊設(shè)計(jì)、邊施工、邊研究的“四邊”建設(shè)狀態(tài),必須采用動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)理念。“青藏鐵路工程與多年凍土相互作用及其環(huán)境效應(yīng)”項(xiàng)目科研人員通過(guò)試驗(yàn)段研究發(fā)現(xiàn),保溫材料只能夠延緩多年凍土融化,在高溫...
等級(jí)高一般采用2%,等級(jí)低1.5%。建議用2%,遇到縱坡小,橫坡排水還是比較重要,且便于施工,整數(shù)。
凍土地區(qū)的路基應(yīng)有足夠的填土高度,并仔細(xì)搞好取土、排水的設(shè)計(jì)與施工,以避免凍脹、翻漿、熱融滑坍、熱融沉陷和凍脹丘、冰錐等病害。在有厚地下冰的地段,應(yīng)盡量避免挖方、低填和不填不挖斷面,否則應(yīng)采取專(zhuān)門(mén)的隔熱防融、基地?fù)Q填等措施;在鋪筑瀝青路面時(shí),應(yīng)注意采取措施以防黑色面層吸熱而產(chǎn)生新的熱融沉陷。
中國(guó)多年凍土區(qū)面積約215萬(wàn)平方公里,占全國(guó)面積的22.3%。主要分布在青藏高原,東北大、小興安嶺及西部高山等地。
50年代,中國(guó)修建了興安嶺林區(qū)的鐵路,青藏公路及新疆天山公路,為多年凍土地區(qū)筑路積累了經(jīng)驗(yàn)。21世紀(jì)初舉世聞名的青藏鐵路的修建是對(duì)我國(guó)凍土工程研究的挑戰(zhàn)和考驗(yàn),鐵路的暢通運(yùn)行說(shuō)明我國(guó)凍土學(xué)研究已達(dá)世界水平。2100433B
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隨著公路工程的發(fā)展,在多年凍土上進(jìn)行道路建設(shè)已經(jīng)成為了交通工程發(fā)展的工作重點(diǎn),多年凍土由于其自身的土體性質(zhì)、以及受到當(dāng)?shù)貧夂?、地質(zhì)條件或土體斷面結(jié)構(gòu)層的影響,對(duì)道路路基穩(wěn)定性造成不良的影響,有損道路的使用壽命和使用質(zhì)量,本文對(duì)多年凍土地區(qū)的路基設(shè)計(jì)進(jìn)行探討,并簡(jiǎn)要分析其實(shí)際應(yīng)用。
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本文分析了多年凍土地區(qū)公路路基病害特征及形成的主要原因,介紹了多年凍土地區(qū)的設(shè)計(jì)原則,提出了多年凍土地區(qū)路基病害的綜合防治措施。
【學(xué)員問(wèn)題】多年凍土地區(qū)路基施工?
【解答】1、施工前應(yīng)核查沿線(xiàn)凍土分布、類(lèi)型、凍土上下限、冰層上限、地面水、地下水以及有無(wú)其它如熱融(湖、塘)、冰丘、冰椎等不良地質(zhì)路基地段情況。
2、施工必須嚴(yán)格遵循保護(hù)凍土的原則,使路基施工后仍處于熱學(xué)穩(wěn)定狀態(tài)。路基原則上均應(yīng)采取路堤型式,尤其在厚冰發(fā)育地段,并盡可能避免零填或淺挖斷面,以免造成嚴(yán)重?zé)崛诔料莸炔『?,弱融沉或不融沉的多年凍土地區(qū),路基施工可按融化原則進(jìn)行。
3、路基排水與加固除滿(mǎn)足水力和土力條件外,還應(yīng)考慮由于施工因素如排水系統(tǒng)修筑等引起的熱力變化,不導(dǎo)致多年凍層上限的下降。
4、路基處于其它不良地質(zhì)地段時(shí),應(yīng)按下列規(guī)定施工:
冰椎、冰丘地段采用凍結(jié)、攔截、截水墻、保溫滲溝排水等方法處理;熱融湖(塘)地段的路堤水下部分應(yīng)用滲水性土;松軟基底兩側(cè)宜設(shè)反壓護(hù)道;沼澤凍土地段路堤下部應(yīng)設(shè)置隔離層和隔溫層,并保護(hù)好兩側(cè)地表植被;水鼓丘較重路段,可在上游主流處設(shè)地下滲溝或?qū)⑺揭欢ň嚯x外的地面積冰場(chǎng)。
以上內(nèi)容均根據(jù)學(xué)員實(shí)際工作中遇到的問(wèn)題整理而成,供參考,如有問(wèn)題請(qǐng)及時(shí)溝通、指正。
【學(xué)員問(wèn)題】多年凍土地區(qū)擋土墻設(shè)計(jì)規(guī)定?
【解答】1、多年凍土地區(qū)的擋土墻宜采用工廠(chǎng)化,拼裝化的輕型柔性結(jié)構(gòu),并應(yīng)避免采用重力式擋土墻。
2、擋土墻的兩端部應(yīng)作坡面防護(hù)或嵌入原地層;其嵌入深度,對(duì)土質(zhì),不應(yīng)小于1.5m;對(duì)強(qiáng)風(fēng)化的巖石,不應(yīng)小于1m;對(duì)微風(fēng)化的巖石,不應(yīng)小于0.5m.
3、當(dāng)邊坡中含土冰層累計(jì)厚度大于200mm時(shí),應(yīng)采用粗顆粒土換填。水平方向的換填深度應(yīng)根據(jù)熱工計(jì)算確定,但從墻面算起不得小于當(dāng)?shù)囟嗄陜鐾辽舷蘼裆?;換填時(shí)應(yīng)分層夯實(shí)。
4、沿墻高和墻長(zhǎng)應(yīng)設(shè)置泄水孔,并按上下左右每隔2-3m交錯(cuò)布置;泄水孔的進(jìn)水側(cè)應(yīng)設(shè)置反濾層,其厚度不應(yīng)小于300mm;在最低泄水孔的下部,應(yīng)設(shè)置隔水層,不得使活動(dòng)層的水滲入基底。
5、為減小水平凍脹力,可采用柔性結(jié)構(gòu)擋土墻,墻背做隔熱層并應(yīng)將墻背凍脹土體用粗顆粒土換填,隔熱層厚度和換填厚度可通過(guò)熱工計(jì)算確定。
6、沿墻長(zhǎng)每15m應(yīng)設(shè)伸縮沉降縫一條,縫內(nèi)沿墻的內(nèi)、外、頂三邊應(yīng)采用碴油麻筋填塞,塞入深度不應(yīng)小于200mm.
7、多年凍土擋土墻的施工宜在冬季進(jìn)行。當(dāng)在含土冰層較厚的地段施工時(shí),應(yīng)預(yù)先編制嚴(yán)格的施工組織設(shè)計(jì),作好施工準(zhǔn)備?;娱_(kāi)挖后,應(yīng)連續(xù)作業(yè),基坑不得積水;基坑完成后,應(yīng)立即回填。
8、凍土地區(qū)擋土墻的設(shè)計(jì)荷載組合應(yīng)按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》GBJ7的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行,但應(yīng)考慮作用于基礎(chǔ)的凍結(jié)力和墻背的水平凍脹力,在冬季和夏季應(yīng)分別進(jìn)行計(jì)算;荷載組合時(shí)水平凍脹力和土壓力不應(yīng)同時(shí)組合。
9、作用于墻背主動(dòng)土壓力的計(jì)算,應(yīng)根據(jù)擋土墻背多年凍土人為上限的位置來(lái)確定。當(dāng)上限較平緩,墻背融土層厚度足夠厚,滑裂面可在融土中形成時(shí),可按庫(kù)侖理論或朗金理論計(jì)算;當(dāng)上限較陡,墻背融土厚度較小,滑裂面不能在融土中形成時(shí),應(yīng)按有限范圍填土計(jì)算土壓力。這時(shí),應(yīng)取多年凍土上限面為滑面,并取凍融交界面上的內(nèi)摩擦角和粘聚力來(lái)計(jì)算主動(dòng)土壓力。
10、凍融交界面上的內(nèi)摩擦角和粘聚力應(yīng)由試驗(yàn)確定,當(dāng)無(wú)條件進(jìn)行試驗(yàn)時(shí),可按表8.2.10的規(guī)定選用。
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英文翻譯:paver
筑路工主要是指那些公路,城市道路,高速公路等道路的建造者。